Перша сонячна ферма у відкритому океані
18 Лютого , 2018
Найпростіший кремнієвий квантовий процесор проходить перші випробування
20 Лютого , 2018

Ефект квантового тунелювання дозволить ефективно перетворювати в електрику тепло надр Землі або сонячне світло

Дослідники з Науково-технологічного університету імені короля Абдули (King Abdullah University of Science and Technology, KAUST), Саудівська Аравія, знайшли новий спосіб ефективного перетворення в електричну енергію тепла, джерелами якого можуть бути надра Землі, сонячне світло, і тепло, що викидається в навколишнє середовище тепловими станціями, фабриками і заводами. А основою технології нового ефективного перетворення є відомий і добре вивчений ефект квантового тунелювання.
Квантове тунелювання полягає в тому, що квантові частинки, в даному випадку електрони, при певних умовах зможуть перестрибувати через проміжок, через який за законами класичної фізики вони пройти нездатні. Цей ефект використовується зараз досить широко, за його рахунок працюють тунельні електронні компоненти, скануючі тунельні мікроскопи і деякі елементи квантових обчислювальних систем.
Для прямого перетворення тепла потрібна спеціальна антена, яка сприймає теплову енергію як високочастотні електромагнітні хвилі, що, в свою чергу, дозволяє перетворити тепло безпосередньо в електрику. “Проте, на світі ще не існує діода, здатного працювати на частоті, що відповідає частоті фотонів інфрачервоного світла” – розповідає Атіф Шемім (Atif Shamim), провідний дослідник, – “Саме тому ми звернули увагу на ефект квантового тунелювання”.
Структура туннельного устройства
Дослідники створили структуру, що складається з антени, розрахованої на діапазон інфрачервоного світла і МДМ-діода (metal-insulator-metal diode). Основою цього діода є крихітний проміжок, через який можуть перескакувати електрони, що мають енергію, недостатню для того, щоб зробити це ж саме з точки зору класичної фізики. Але, як тільки електрони перестрибують через бар’єр за рахунок ефекту квантового тунелювання, виникає електричний заряд, який можна перетворити в електричний струм.
Дана технологія може бути використана в сонячних панелях, що зараз збирають лише невеликий відсоток енергії, яка надходить разом з сонячними променями. Більша ж частина енергії, яка припадає на енергію інфрачервоного світла, просто втрачається. “Все це лише початок. Поки ми отримали докази працездатності нової технології” – розповідає Атіф Шемім, – “Я сподіваюся, що незабаром нам вдасться створити пристрої, на поверхні яких знаходяться мільйони антен і тунельних переходів, які зможуть стати основою ще одного виду енергетики”
Джерело

LEU
LEU

Залишити відповідь

Увійти за допомогою: